Технологические особенности изготовления литых каркасов металлокерамических зубных протезов из отечественных сплавов благородных и неблагородных металлов

В российской стоматологии основным видом несъемных протезов являются металлокерамические коронки и мостовидные протезы [4]. В качестве материала для каркасов используют отечественные и импортные сплавы благородных и неблагородных металлов [2]. Сплавы благородных металлов представлены 2 группами: 1-я - сплавы на основе золота и платины, 2-я - на основе палладия [6]. Сплавы неблагородных металлов - в основном на основе никеля и хрома и на основе кобальта и хрома [8]. Сплавы на основе титана из-за их минимального количества можно не рассматривать. В Российской Федерации (РФ) зарегистрированы и официально используются около 30 сплавов благородных металлов и около 50 - неблагородных [7].

Перечисленные сплавы имеют разные составы и разные физико-механические и потребительские свойства [5]. Исторически сложилось так, что в РФ практически все сплавы для металлокерамических протезов имеют близкие значения коэффициента термического линейного расширения (КТЛР), что позволяет наносить одни и те же керамические массы в качестве облицовки [3]. В результате методика нанесения керамики на каркасы унифицируется, и создается ошибочное представление о возможности использовать одни и те же технологические приемы для всех видов сплавов без исключения [9]. Это заблуждение распространяется на технологические этапы изготовления каркасов, когда допускаются отклонения от действующих инструкций или используются методы работы, возможные для сплавов без нанесения керамики, когда не важны значения КТЛР и физико-механические свойства [11].

Очень часто зубные техники стараются из финансово-экономических соображений использовать литники для повторного переплава [10]. Однако, по данным ряда авторов, изучавших стоматологические сплавы неблагородных металлов, использование повторного литья может сильно изменять заданные производителем физико-механические свойства и приводить к поломкам каркасов и сколам керамической облицовки [1].

Цель исследования - изучить влияние изменения составов стоматологических сплавов в результате использования повторного литья на физико-механические свойства металлокерамических зубных протезов и их целостность после фиксации в полости рта.

Для медико-технологических исследований были изготовлены образцы металлокерамических зубных протезов из специально отобранных отечественных сплавов благородных и неблагородных металлов, зарегистрированных и разрешенных к применению на территории РФ для изготовления металлокерамических конструкций. Сплавы неблагородных металлов были представлены никель-хромовым сплавом Витирий-Н (NiCrMo: регистрационное удостоверение №ФСР 2009/05629) и кобальто-хромовым сплавом Витирий-С (CoCrMo: регистрационное удостоверение №ФСР 2009/05630). Оба сплава выпускает ЗАО «Уралинтех» (Екатеринбург). В качестве стоматологических материалов из благородных металлов мы исследовали отечественный сплав на основе золота Плагодент (AuPtPd: регистрационное удостоверение №ФС 2010/07407, сертификат соответствия №РОСС RU. ИМ05.ВО4115) и сплав на основе палладия Палладент (PdAu: регистрационное удостоверение №ФСР 2010/07665). Оба сплава выпускает ОАО «НПК «Суперметалл» (Москва).

Общий дизайн медико-технологических исследований представлен на рис. 1.

Исходя из данных схожих исследований, для изучения физико-механических свойств образцов металлокерамических зубных протезов в зависимости от количества добавляемых в шихту литников было выделено три группы образцов: первичное литье из гранул; с 50% добавлением литейного возврата; 100% вторичное литье. Образцы зубных протезов этих трех групп были изготовлены из каждого сплава. Критериями для определения качества являлись: предел текучести при изгибе; термическое линейное расширение; твердость.

Изучение условного предела текучести при изгибе образцов проведено в центре коллективного пользования Национального исследовательского технического университета Московского института стали и сплавов (НИТУ МИСиС) совместно с к.т.н. А.Н. Алабиным на аппарате Zwick. Было изготовлено по три группы образцов из каждого сплава по шесть образцов в группе (в соответствии с ГОСТ Р ИСО 22674–2012): первичное литье из гранул; с 50% добавлением литейного возврата; 100% вторичное литье, всего 72 образца.

КТЛР изучен на 36 образцах зубных протезов, представляющих собой цилиндры длиной 10±0,1 мм и диаметром 4±0,1 мм с плоскопараллельными основаниями. Исследования проведены совместно с заведующим лабораторией П.Ю. Соколовым в НИТУ МИСиС на закалочно-деформационном дилатометре DIL 805 A/D в соответствии с ГОСТ 10978–83 (рис. 4).

Изучение твердости по Виккерсу при нагрузке 98 Н проведено нами в центре коллективного пользования НИТУ «МИСиС» совместно с к.т.н. А.Н. Алабиным на твердометре ZHV10 Zwick(Германия); исследованы 72 образца, зафиксированных в пластмассе Протакрил М.

Статистическая обработка данных проведена с использованием программ Statistica 8.0 и Microsoft Office Excel 2007.

В соответствии с программой комплексного исследования вначале мы изучили возможные изменения условного предела текучести образцов каркасов металлокерамических зубных протезов из отечественных сплавов металлов при изгибе в зависимости от состава шихты. Добавление 50% литников в шихту не привело к снижению прочности при изгибе ни одного из образцов (табл. 1).

При исследовании образцов каркасов из 100% литников выявлено разнонаправленное статистически значимое изменение прочности на изгиб. При использовании 100% литников для изготовления образцов зубных протезов наблюдалось увеличение предела текучести во всех случаях, кроме из никель-хромового сплава Витирий-Н, у которых показатели снизились относительно исходных данных. Наиболее выраженным изменениям подверглись образцы из кобальто-хромового сплава Витирий-С: произошло увеличение предела текучести на 11% (рис. 2).

Что касается КТЛР, то оказалось, что при добавлении 50% литников он равномерно снижался у образцов из кобальто-хромового, никель-хромового и палладиевого сплавов. Данные образцов из сплава на основе золота Плагодент остались без изменений (табл. 2).

При использовании 100% литников происходило более выраженное снижение КТЛР образцов зубных протезов из кобальто-хромового, никель-хромового и палладиевого сплавов, причем наибольшим было снижение КТЛР образцов из палладиевого сплава Палладент - на 5% от исходных данных (рис. 3).

В отличие от образцов из других сплавов при использовании 100% литников для литья образцов из золотоплатинового сплава Плагодент произошло увеличение КТЛР (см. рис. 4).

При добавлении литников в шихту мы установили разнонаправленное изменение твердости образцов. Добавление 50% литников приводило к увеличению твердости образцов зубных протезов из кобальто-хромового и палладиевого сплавов и, наоборот, твердость образцов из никель-хромового и золото-платинового сплавов снижалась. При использовании 100% литников ситуация изменилась: твердость образцов из сплавов благородных металлов снижалась (у золото-платинового сплава Плагодент - на 25% по сравнению с исходными данными), из сплавов неблагородных металлов - повышалась (табл. 3).

Изменение состава смеси для литья зубных протезов из отечественных стоматологических металлокерамических сплавов на основе золота, на основе палладия, на основе кобальта, на основе никеля приводит к изменению основных физико-механических параметров: твердости, прочности на изгиб и ТКЛР.

С увеличением в шихте доли переплава изменения достоверно нарастают разнонаправленно для разных сплавов. При использовании 100% переплава твердость увеличивается у образцов из обоих сплавов неблагородных металлов и уменьшается - из благородных; предел текучести на изгиб достоверно увеличивается у всех образцов, кроме никель-хромовых; КТЛР снижается у образцов всех сплавов, кроме золото-платинового, у которого этот показатель достоверно не меняется.

Для обеспечения высоких прочностных показателей качества металлокерамических зубных протезов необходимо контролировать состав шихты для литья каркасов из отечественных стоматологических сплавов.